DE69427109T2

DE69427109T2 - Flüssigkristallanzeigegerät mit aktiver Matrix

Info

Publication number: DE69427109T2
Application number: DE69427109T
Authority: DE
Inventors: Minoru Kanbara; Zenta Kikuchi; Jiro Takei; Tetsushi Yoshida
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1993-10-05
Filing date: 1994-10-05
Publication date: 2001-08-16
Anticipated expiration: 2014-10-06
Also published as: EP0646830A1; DE69427109D1; EP0646830B1; US5629783A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung und insbesondere eine Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die eine helle Anzeige erzeugen kann.
Eine Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Typ nematische Drehzelle umfasst ein erstes Substrat, auf dem eine Vielzahl von Pixelelektroden und aktiven Elementen, die jeweils damit verbunden sind, in Form einer Matrix angeordnet sind; ein zweites Substrat mit einer Gegenelektrode, die den Pixelelektroden gegenüberliegt; ein rahmenartiges Dichtungselement, das das erste und das zweite Substrat miteinander verbindet; einen nematischen Flüssigkristall, der in einem Raum eingeschlossen ist, der durch das erste und das zweite Substrat und das Dichtungselement gebildet wird; sowie Polarisierungsplatten, zwischen denen das erste und das zweite Substrat eingeschlossen sind.
Ausrichtdünnschichten, die die Ausrichtrichtung von Flüssigkristallmolekülen beschränken, sind auf den Flächen des ersten und des zweiten Substrats ausgebildet, auf denen die Elektroden ausgebildet sind. Die Flüssigkristallmoleküle werden zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat in einem Verdrehungswinkel von nahezu 90º verdreht/ausgerichtet. Das Paar der Polarisierungsplatten ist so angeordnet, dass ihre Durchlassachsen nahezu parallel zueinander sind.
Bei der Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Typ nematische Drehzelle wird von außen auftreffendes Licht durch eine der Polarisierungsplatten linear polarisiert und trifft auf die Flüssigkristallschicht auf. Von dem Licht, das durch die Flüssigkristallschicht hindurchtritt, treten nur die Lichtkomponenten, die parallel zur Durchlassachse der anderen Polarisierungsplatte sind, aus dieser aus. Aus diesem Grund ist der Lichtmengenverlust aufgrund der Lichtabsorption in den Polarisierungsplatten groß, wodurch der Bildschirm dunkel wird.
Dieses Problem ist besonders bei einer Reflexions-Flüssigkristallanzeigevorrichtung auffällig, die eine Reflexionsplatte aufweist, die an der Rückseite der Vorrichtung angeordnet ist. Das heißt, die Reflexions-Flüssigkristallanzeigevorrichtung führt einen Anzeigevorgang unter Verwendung von natürlichem Licht oder Innenbeleuchtungslicht aus. Das heißt, die Vorrichtung ist so ausgelegt, dass sie schwaches Licht nutzt. Des Weiteren tritt Licht, das auf die Oberseite der Flüssigkristallvorrichtung auftritt, zweimal durch jedes der Paare von Polarisierungsplatten hindurch, bis das Licht von der Reflexionsplatte reflektiert wird und an der Oberseite austritt. Aus diesem Grund ist der Lichtverlust groß. Dadurch wird der Bildschirm außerordentlich dunkel.
Bei einer Durchlass-Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die mit einer Hintergrundbeleuchtung eingesetzt wird, die an der Unterseite angeordnet ist, tritt auf die Unterseite auftreffendes Licht durch jede eines Paars von Polarisierungsplatten einmal hindurch, bis das Licht an der Oberseite austritt. Aus diesem Grund ist der Lichtverlust bei der Durchlass-Flüssigkristallanzeigevorrichtung geringer als bei der Reflexions- Flüssigkristallanzeigevorrichtung. Die Helligkeit des Bildschirms macht jedoch die Hälfte oder weniger der des Beleuchtungslichtes von der Hintergrundbeleuchtung aus.
Eine herkömmliche Farbanzeigevorrichtung färbt durchgelassenes Licht durch die Absorption von Lichtkomponenten des durchgelassenen Lichtes ein, die einen vorgegebenen Wellenlängenbereich aufweisen, und zeigt so ein Farbbild an. Die Menge des von einem Farbfilter absorbierten Lichtes ist groß. Insbesondere bei einer Reflexions- Flüssigkristallanzeigevorrichtung wird die Anzeige sehr dunkel, da das Licht zweimal durch ein Farbfilter hindurchtritt.
Das heißt, bei einer Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Typ nematische Drehzelle tritt das Problem der dunklen Anzeige besonders zutage.
Weiterhin nimmt bei einer herkömmlichen Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung, da ein Kondensator (Pixel-Kondensator), der durch den Flüssigkristall zwischen jeder Pixelelektrode und einer entsprechenden Gegenelektrode gebildet wird, klein ist, eine Spannung, die von jedem Pixel gehalten wird, während einer Zeit, in der es nicht ausgewählt wird, aufgrund eines Kriechstroms allmählich ab. Um dieses Problem zu lösen, sind Kondensatorelektroden so angeordnet, dass sie den Pixelelektroden über einen Gate-Isoliertilm gegenüberliegen, um Kompensationskondensatoren parallel zu den Pixelelektroden zu schalten. Bei diesem Verfahren nimmt jedoch, da jede Kondensatorelektrode eine entsprechende Pixelelektrode überdeckt, das Öffnungsverhältnis jedes Pixels ab.
Eine in Polymer dispergierte Flüssigkristallvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 ist aus "FEINWERKTECHNIK & MESSTECHNIK'; Vol. 98, Nr. 1/2, Januar 1990, München, Seite 17 bis 19: J. Borst "LCID-Eine neue Flüssigkristallanzeige" bekannt. Das genannte Dokument offenbart des Weiteren eine Flüssigkristallvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
JP-A-5173116 offenbart eine LCD, bei der ein fluoreszierendes Material einer Flüssigkristallschicht, einem Harz und Färbmittelschichten auf den Elektrodenflächen zugesetzt wird, und bei der das fluoreszierende Material zwischen der Lichtauftrefffläche der LCD und einer reflektierenden Fläche angeordnet ist, die an der Rückseite der LCD vorhanden ist.
EP 0 240 347 A2 lehrt das Mischen eines phosphoreszierenden Materials mit einem nematischen Flüssigkristallmaterial, um die Sichtbarkeit einer LCD zu verbessern, und US 3,844,637 offenbart den Einsatz einer phosphoreszierenden Schicht zur Verbesserung der Sichtbarkeit einer LCD.
Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, Flüssigkristallvorrichtungen zu schaffen, die weiter verbessert sind und eine geringere Energiezufuhr erfordern.
Diese Aufgabe wird mit einer Polymerdispersions-Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Spezielle Ausführungen sind Gegenstand der beigefügten Unteransprüche.
Der fluoreszierende Film kann wenigstens ein Pigment, eine phosphoreszierendes Material und ein leitendes Dotierungsmittel enthalten.
Der fluoreszierende Film kann eine Vielzahl von Abschnitten des fluoreszierenden Films enthalten, die fluoreszierendes Licht unterschiedlicher Farbe, so beispielsweise Rot, Grün, Blau oder Gelb, Magenta, Cyan reflektieren, um Licht in einer Vielzahl von Farben einzufärben, und die Vielzahl der Abschnitte des fluoreszierenden Films zum Emittieren des fluoreszierenden Lichtes mit unterschiedlichen Farben können nacheinander und gleichmäßig den Pixelelektroden gegenüber angeordnet sein.
Der fluoreszierende Film kann auf der Pixelelektrode, zwischen der Pixelelektrode und dem ersten Substrat oder auf der Gegenelektrode ausgebildet sein.
Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung kann vom Durchlass- oder vom Reflexionstyp sein.
Wenn die Vorrichtung vom Reflexionstyp ist, kann ein reflektierendes Element beispielsweise außerhalb des ersten Substrats oder des zweiten Substrats zwischen der Pixelelektrode und dem ersten Substrat oder zwischen dem zweiten Substrat und der Pixelelektrode angeordnet sein.
Wenn die Vorrichtung vom Reflexionstyp ist, können die Pixelelektrode, der fluoreszierende Film und das reflektierende Element übereinander angeordnet sein.
Die Pixelelektrode oder die Gegenelektrode kann aus einem reflektierenden, leitenden Material bestehen, um sowohl als Elektrode als auch als reflektierendes Element zu dienen.
Der Flüssigkristall kann einen dichromatischen Farbstoff enthalten.
Die vorliegende Erfindung wird aus der folgenden ausführlichen Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich, wobei:
Fig. 1 eine Schnittansicht ist, die die Struktur einer Reflexions-Aktivmatrix- Polymerdispersions-Farb-Flüssigkristallanzeigevorrichtung, der dem Verständnis der Erfindung dient, gemäß einem ersten Beispiel zeigt;
Fig. 2 ist eine Draufsicht, die der Erläuterung der Anordnung eines Aktivelementsubstrats der in Fig. 1 dargestellten Flüssigkristallvorrichtung dient;
Fig. 3 ist eine Schnittansicht, die der Erläuterung der Funktion eines fluoreszierenden Films in Fig. 1 dient;
Fig. 4A ist eine Schnittansicht, die der Erläuterung des Ausrichtungszustands von Flüssigkristallmolekülen und eines dichromatischen Farbstoffs beim Nichtvorhandensein eines elektrischen Feldes dient;
Fig. 4B ist eine Schnittansicht, die der Erläuterung des Ausrichtungszustands von Flüssigkristallmolekülen und eines dichromatischen Farbstoffs beim Vorhandenseins eines elektrischen Feldes dient;
Fig. 5 ist ein Diagramm, das die Spektralverteilung von Licht zeigt, das aus fluoreszierenden Filmen und Farbfiltern austritt;
Fig. 6 ist eine Schnittansicht, die die Anordnung einer Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten Reflexions-Aktivmatrix-Polymerdispersions-Farb-Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt;
Fig. 7 ist eine Schnittansicht, die die Struktur des Abschnitts einer Reflexions- Aktivmatrix-Farb-Flüssigkeitsanzeigevorrichtung gemäß dem zweiten Beispiel zeigt, das dem Verständnis der vorliegenden Erfindung dient;
Fig. 8 und 9 sind Schnittansichten, die die Anordnung von Abwandlungen der in Fig. 7 dargestellten Reflexions-Aktivmatrix-Polymerdispersions-Farb-Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigen;
Fig. 10 ist eine Schnittansicht, die die Struktur des Abschnitts einer Reflexions- Aktivmatrix-Farb-Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß dem dritten Beispiel zeigt, das dem Verständnis der Erfindung dient;
Fig. 11 ist eine Schnittansicht, die die Anordnung einer Abwandlung der in Fig. 10 dargestellten Reflexions-Aktivmatrix-Polymerdispersions-Farb- Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt;
Fig. 12 ist eine Schnittansicht, die die Struktur des Abschnitts einer Durchlass- Aktivmatrix-Farb-Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß dem vierten Beispiel zeigt und dem Verständnis der Erfindung dient;
Fig. 13 bis 15 sind Schnittansichten, die jeweils die Anordnung verschiedener Abwandlungen der in Fig. 12 dargestellten Durchlass-Aktivmatrix-Polymerdisperions-Farb- Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigen;
Fig. 16 ist eine Schnittansicht, die die Struktur des Abschnitts einer Reflexions- Aktivmatrix-Farb-Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß dem fünften Beispiel zeigt, das dem Verständnis der Erfindung dient;
Fig. 17 ist eine Schnittansicht, die der Erläuterung eines fluoreszierenden Films dient, der ein färbendes Pigment enthält;
Fig. 18 bis 20 sind Schnittansichten, die der Erläuterung eines fluoreszierenden Films dienen, der ein phosphoreszierendes Material enthält;
Fig. 21 ist eine Schnittansicht, die der Erläuterung eines fluoreszierenden Films dient, der ein leitendes Dotierungsmittel enthält; und
Fig. 22 ist eine Schnittansicht, die eine Einfachmatrix-Polymerdispersions- Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt.
Flüssigkristallanzeigevorrichtungen gemäß der bevorzugten Ausführung der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

(Erstes Beispiel)

Eine Reflexions-Aktivmatrix-Farb-Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der ersten Ausführung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 4 beschrieben.
Wie in Fig. 1 zu sehen ist, wird ein unteres Substrat bzw. Aktivelementsubstrat 1 durch ein isolierendes Substrat (das nicht transparent sein muss) gebildet, das aus einer Glasplatte oder dergleichen besteht. Wie in der Draufsicht in Fig. 2 dargestellt, sind eine Vielzahl von Pixelelektroden 3, die in Reihen- und Spaltenrichtung angeordnet sind, und eine Vielzahl aktiver Elemente 4, die jeweils mit den entsprechenden Pixelelektroden 3 verbunden sind, auf (bzw. über) dem unteren Substrat 1 in Form einer Matrix angeordnet.
Jedes aktive Element besteht aus einem TFT (thin film transistor - Dünnschichttransistor).
Jeder TFT 4 wird, wie in Fig. 1 dargestellt, durch eine Gate-Elektrode 6 gebildet, die auf dem Substrat 1 ausgebildet ist, einen Gate-Isolierfilm 6, der einen Teil aufweist, der die Gate-Elektrode 5 abdeckt, einen Eigenhalbleiterfilm 7, der aus a-Si (amorphen Silizium) oder dergleichen besteht und auf dem Gate-Isoliertilm 6 der Gate-Elektrode 5 gegenüberliegend ausgebildet ist, sowie eine Source- und eine Drain-Elektrode 8 und 9, die auf beiden Seitenabschnitten des Eigenhalbleiterfilms 7 ausgebildet sind.
Gate-Leitungen (Adressenleitungen) GL, die dem TFT 4 jeweils ein Gate-Signal zuführen, und Datenleitungen DL, die dem TFT 4 jeweils ein Datensignal zuführen, das Bilddaten entspricht, sind wie in Fig. 2 dargestellt, über dem unteren Substrat 1 angeordnet. Die Gate-Elektrode 5 des TFT 4 ist integral mit der Gate-Leitung GL ausgebildet, und die Drain-Elektrode 9 ist mit der Datenleitung DL verbunden.
Ein schützender Isolierfilm 10, der alle TFTs 4 bedeckt, ist auf der Seite des unteren Substrats 1 ausgebildet.
Jede Pixelelektrode 3 ist auf dem schützenden Isolierfilm 10 ausgebildet und elektrisch mit der Source-Elektrode 8 eines entsprechenden TFT 4 über ein Kontaktloch 11, das in dem schützenden Isolierfilm 10 ausgebildet ist, verbunden. Jede Pixelelektrode 3 erstreckt sich von einem oberen Abschnitt des entsprechenden TFT 4 bis an einer Position in der Nähe der angrenzenden Pixelelektrode 3, so dass sie eine relativ große Fläche aufweist. Die Pixelelektrode 3 besteht aus einem Metallfilm mit hohem Reflexionsvermögen, wie beispielsweise A1 (Aluminium), Cr (Chrom) oder Ag (Silber), und dient auch als reflektierender Film zum Reflektieren von aufgestrahltem Licht.
Ein fluoreszierender Film 12 (Filmabschnitte 12R, 12 G und 12B), der beim Auftreffen von Licht fluoreszierendes Licht emittiert, ist auf der gesamten Oberfläche jeder Pixelelektrode 3 ausgebildet. Der fluoreszierende Film 12 enthält eine Vielzahl von fluoreszierenden Filmabschnitten, die fluoreszierendes Licht unterschiedlicher Farbe emittieren, so beispielsweise einen roten fluoreszierenden Filmabschnitt 12R, der rotes fluoreszierendes Licht emittiert, einen grünen fluoreszierenden Filmabschnitt 12 G, der grünes fluoreszierendes Licht emittiert, und einen blauen fluoreszierenden Filmabschnitt 12B, der blaues fluoreszierendes Licht emittiert. Die fluoreszierenden Filmabschnitte 12R, 12 G und 12B sind auf der Pixelelektrode 3 in einer vorgegebenen Reihenfolge angeordnet, um Vollfarbanzeige zu ermöglichen.
Der fluoreszierende Film 12 wird, wie in Fig. 3 dargestellt, durch einen transparenten Kunststoffträger 121 und ein körniges Leuchtstoffmaterial 123 gebildet, das in dem Kunststoffträger 121 dispergiert ist.
Der Kunststoffträger 121 besteht aus einem transparenten Harz, wie beispielsweise Acrylharz, Vinylchloridharz, Alkydharz, aromatischem Sulfonamidharz, Harnstoffharz, Melaminharz, Benzoguanaminharz, oder einem Cokondensationspolymer desselben.
Das Leuchtstoffmaterial 123 wird hergestellt, indem ein Leuchtelement zu feinen Teilchen zermahlen wird. Das Leuchtelement wird hergestellt, indem das gleiche Harz, wie es für das transparente Trägermaterial 121 verwendet wird, oder ein anderer Typ eines transparenten Harzes mit einem Leuchtmittelfarbstoff gefärbt wird. Das Leuchtstoffmaterial 123 weist eine Wellenlängen-Umwandlungsfunktion auf und absorbiert Licht mit Wellenlängen außerhalb eines bestimmten Wellenlängenbereichs (der Wellenbereich des fluoreszierenden Lichtes, der von dem Leuchtstoffmaterial 123 emittiert wird) und emittiert Licht mit dem speziellen Wellenlängenbereich durch Nutzung der Energie des absorbierten Lichtes.
Daher hat Licht, das aus dem fluoreszierenden Film austritt, die gleiche Farbe wie das fluoreszierende Licht, das von dem Leuchtstoffmaterial 123 emittiert wird.
Ein oberes Substrat bzw. Gegensubstrat 2 (siehe Fig. 1) ist ein transparentes Substrat, das aus einer Glasplatte, einem transparenten Kunststofffilm oder dergleichen besteht. Eine transparente Gegenelektrode 13 ist nahezu auf der gesamten Oberfläche des oberen Substrats 2 allen Pixelelektroden 3 gegenüberliegend ausgebildet.
Das untere Substrat 1 und das obere Substrat 2 sind miteinander über ein rahmenartiges Dichtungselement SC am Umfangsabschnitt der Substrate verbunden. Der Verbundfilm (Polymerdispersions-Flüssigkristallfilm) 20, der aus einem Flüssigkristall und einem Polymerharz besteht, ist in einem Bereich, der von dem Dichtungselement SC umschlossen wird, zwischen den Substraten 1 und 2 ausgebildet.
Der Verbundfilm 20 hat einen Aufbau, bei dem ein Polymerharz 21 und ein Flüssigkristall 22 dispergiert sind, und genauer gesagt, der Flüssigkristall 22 in Räumen (Flüssigkristallbereichen) 23 in dem Polymerharz bzw. der Schicht 21 mit einem schwamm- bzw. netzartigen Querschnittsaufbau eingeschlossen sind.
Der Flüssigkristall ist vom Gast-Wirt-Typ, der aus einem nematischen Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie besteht und einen dichromatischen schwarzen Farbstoff beispielsweise in einer Menge von 3 bis 15 Gew.-% enthält.
Der Bildanzeigevorgang der Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau wird im Folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 4A und 4B beschrieben.
Moleküle MA des Flüssigkristalls 22, die in dem Polymerharz 21 des Verbundfilms 22 dispergiert sind, zeigen in verschiedene Richtungen, wenn keine (elektrische Feld-) Spannung angelegt ist, wie dies in Fig. 4A dargestellt ist. In diesem Zustand wird, da das Reflexionsvermögen des Polymerharzes 21 sich von dem des Flüssigkristalls 22 unterscheidet, Licht, das auf die Oberseite der Flüssigkristallanzeigevorrichtung auftrifft, an der Grenzfläche zwischen dem Flüssigkristallbereich bzw. -abschnitt 23 und dem Polymerharz 21 beim Hindurchtreten durch den Verbundfilm gestreut, und wird durch die Flüssigkristallmoleküle MA weiter gestreut. Moleküle MB des dichromatischen Farbstoffs zeigen ebenfalls entsprechend dem Ausrichtungszustand der Flüssigkristallmoleküle MA in verschiedene Richtungen. Daher wird der Großteil des gestreuten Lichtes durch die dichromatischen Farbstoffmoleküle MB absorbiert.
Aus diesem Grund gelangt beim Nichtvorhandensein eines elektrischen Feldes nur eine geringe Lichtmenge durch den Verbundfilm 20 zu dem fluoreszierenden Film auf (über) dem unteren Substrat 1 und den darunter befindlichen Pixelelektroden 3. Daher sind die Menge des fluoreszierenden Lichtes, das von dem fluoreszierenden Film 12 emittiert wird, und die Menge des von den Pixelelektroden 3 reflektierten Lichtes gering. Darüber hinaus werden diese Lichtkomponenten gestreut und absorbiert, wenn sie durch den Verbundfilm 20 hindurchtreten, so dass nahezu kein Licht aus der Oberseite der Flüssigkristallanzeigevorrichtung austritt. Daher ist die entstehende Anzeige in einem dunklen Zustand nahezu schwarz.
Wenn ein elektrisches Feld zwischen den Pixelelektroden 3 und der Gegenelektrode 13 angelegt wird, werden die Flüssigkristallmoleküle MA einheitlich entlang dem elektrischen Feld ausgerichtet, so dass sie nahezu senkrecht zu den Oberflächen der Substrate 1 und 2 sind, wie dies in Fig. 4B dargestellt ist. In diesem Zustand entspricht der Brechungsindex des Polymerharzes 21 nahezu dem des Flüssigkristalls 22. Aus diesem Grund wird Licht, das von der Oberseite der Flüssigkristallanzeigevorrichtung auftrifft, nahezu unbeeinflusst von dem Lichtstreueffekt es Verbundfilms 20 durch den Verbundfilm 20 hindurchgelassen. Da die Flüssigkristallmoleküle MA vertikal ausgerichtet sind, werden auch die Moleküle des dichromatischen Farbstoffs vertikal ausgerichtet. Daher wird nahezu kein Licht, das durch den Verbundfilm 20 hindurchgelassen wird, von dem dichromatischen Farbstoff absorbiert.
Beim Vorhandensein eines elektrischen Feldes gelangt daher auftreffendes Licht durch den Verbundfilm 20 zu dem fluoreszierenden Film 12.
Wie mit den durchgehenden Pfeilen in Fig. 3 dargestellt, wird Licht, das von der Oberseite des Leuchtstofffilms 20 auftrifft, durch diesen hindurchgelassen und von der Pixelelektrode 3 reflektiert. Dieses reflektierte Licht wird dann durch den fluoreszierenden Film 12 wieder hindurchgelassen und tritt aus ihm aus. Einige Lichtkomponenten des durch den fluoreszierenden Film 12 hindurchgelassenen Lichtes treffen auf das Leuchtstoffmaterial 123 auf. Von dem Licht, das auf das Leuchtstoffmaterial 123 aufgetroffen ist, werden einige Lichtkomponenten mit einem speziellen Wellenlängenbereich, d. h. Lichtkomponenten, die den gleichen Wellenlängenbereich wie das fluoreszierenden Licht haben, das von dem Leuchtstoffmaterial 123 emittiert wird, durch das Leuchtstoffmaterial 123 hindurchgelassen bzw. von ihm reflektiert. Das Leuchtstoffmaterial 123 absorbiert Lichtkomponenten mit anderen Wellenlängenbereichen (einschließlich ultravioletter Strahlen und dergleichen) und emittiert Licht (fluoreszierendes Licht) mit dem speziellen Wellenlängenbereich unter Nutzung der Energie des absorbierten Lichtes.
Das fluoreszierenden Licht, das von dem Leuchtstoffmaterial 123 emittiert wird, wird um das Leuchtstoffmaterial 123 herum ausgestrahlt, wie dies mit den unterbrochenen Pfeilen in Fig. 3 angedeutet ist. Fluoreszierende Lichtkomponenten, die sich zur Oberseite des fluoreszierenden Films 12 hin ausbreiten, werden zu Licht, das von dem fluoreszierenden Film 12 reflektiert wird, während fluoreszierende Lichtkomponenten, die sich zu der Pixelelektrode 3 hin ausbreiten, von der Pixelelektrode 3 reflektiert werden und an der Oberseite des fluoreszierenden Films 12 austreten. Die Lichtkomponenten, die durch das Leuchtstoffmaterial 12 hindurchgelassen werden, werden ebenfalls von der Pixelelektrode 3 reflektiert.
Daher wird das Licht, das aus dem fluoreszierenden Film 12 austritt, durch die Lichtkomponenten gebildet, die durch den fluoreszierenden Film 12 hindurchgelassen werden, ohne auf das Leuchtstoffmaterial 123 aufzutreffen, die Lichtkomponenten, die von dem Leuchtstoffmaterial 123 emittiert werden, und die Lichtkomponenten, die durch das Leuchtstoffmaterial 123 hindurchgelassen bzw. von ihm reflektiert werden (die Lichtkomponenten, die den gleichen Wellenlängenbereich wie das fluoreszierende Licht haben, das von dem Leuchtstoffmaterial 123 emittiert wird). Das Licht, das durch den fluoreszierenden Film 12 hindurchgelassen wird, ohne auf das Leuchtstoffmaterial 123 aufzutreffen, ist weißes Licht. Die Gesamtfarbe des aus dem fluoreszierenden Film 12 austretenden Lichtes ist die gleiche wie die des fluoreszierenden Lichtes, das von dem Leuchtstoffmaterial 123 emittiert wird. Es ist anzumerken, dass die Farbe des austretenden Lichtes durch das Mischverhältnis des Leuchtstoffmaterials 123 in dem fluoreszierenden Film 12 bestimmt wird. Der Farbwert (chromaticity) erhöht sich mit der Zunahme der Menge des Leuchtstoffmaterials 123.
Bei einer TFT-Flüssigkristallanzeigevorrichtung wird, wie allgemein bekannt ist, während einer Auswahlperiode einer bestimmten Reihe eine Pulsspannung an die entsprechende Gate-Leitung GL angelegt, um die TFTs 4 in der ausgewählten Reihe anzuschalten, und eine Gradationsspannung, die einem Anzeigegradationspegel entspricht, wird zum gleichen Zeitpunkt an eine Drain-Leitung DL angelegt. Bei diesem Vorgang wird eine Spannung, die der Gradationsspannung entspricht, zwischen der entsprechenden Pixelelektrode 3 und der Gegenelektrode 13 bis zur nächsten Auswahlperiode aufrechterhalten. Daher steuert die Flüssigkristallanzeigevorrichtung dieses Beispiels eine an die Drain- Leitung DL angelegte Spannung während jeder Auswahlperiode so, dass die Ausrichtzustände der Flüssigkristallmoleküle MA und des dichromatischen Farbstoffs MB gesteuert werden, um so das Durchlassen und Streuen von Licht und die Anzeige eines beliebigen Bildes zu steuern.
Des Weiteren kann, da der rote, der grüne und der blaue fluoreszierenden Filmabschnitt 12R, 12 G und 12B nacheinander auf jeder Pixelelektrode 3 angeordnet sind, jedes Pixel mit rotem, grünem und blauem fluoreszierenden Licht bestrahlt werden. So kann ein Vollfarbbild angezeigt werden.
Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung dieses Beispiels zeigt, wie oben beschrieben, ein Bild an, indem die Streuung und das Durchlassen von Licht in dem Verbundfilm 20 genutzt werden, und benötigt keine Polarisierungsplatte. Da der Lichtmengenverlust aufgrund von Lichtabsorption in einer Polarisationsplatte gleich Null ist, kann ein helles Bild angezeigt werden.
Darüber hinaus ist bei dieser Flüssigkristallanzeigevorrichtung der fluoreszierenden Filmabschnitt auf jeder Pixelelektrode 3 ausgebildet. Daher nimmt die Intensität von Austrittslicht durch das fluoreszierende Licht zu, das von dem fluoreszierenden Film 12 emittiert wird, so dass eine hellere Anzeige entsteht.
Weiterhin kann, da jede Pixelelektrode 3, die auch als reflektierender Film dient, sich bis an eine Position in der Nähe der angrenzenden Pixelelektrode 3 erstreckt, das Öffnungsverhältnis jedes Pixels vergrößert werden.
Weiterhin kann, da der fluoreszierende Film 12 fluoreszierende Filmabschnitte unterschiedlicher Farben enthält, ein Vollfarbbild angezeigt werden. Ein herkömmliches Farbfilter, das als Färbungsschicht eingesetzt wird, lässt nur Lichtkomponenten von sichtbarem Licht hindurch, die einen bestimmten Wellenlängenbereich haben, und absorbiert Lichtkomponenten mit anderen Wellenlängenbereichen, so dass das austretende Licht gefärbt wird. Im Unterschied dazu absorbiert der fluoreszierende Film 12 (Filmabschnitte 12R, 12G und 12B) sichtbares Licht und ultraviolette Strahlen mit Wellenlängenbereichen, die sich von einem bestimmten Wellenlängenbereich unterscheiden, und emittiert Licht mit dem speziellen Wellenlängenbereich unter Nutzung der Energie des absorbierten Lichtes. Aus diesem Grund ist die Intensität des von dem fluoreszierenden Film 12 gefärbten Lichtes höher als die von durch Farbfiltern gefärbtem Licht.
Fig. 5 zeigt die Intensitätsverteilung von Lichtstrahlen, die jeweils durch eine Schicht gefärbt werden, die aus einem fluoreszierendem Film oder einem Farbfilter und einem reflektierenden Film bestehen, der an der Unterseite des fluoreszierenden Films bzw. des Farbfilters angeordnet ist. Drei Typen reflektierender Filme wurden verwendet. Das heißt: ein A1-Film mit einer aufgerauten Oberfläche (im Folgenden als "reflektierender Film mit aufgerauter Oberfläche aus A1" bezeichnet), ein weißer reflektierender Film aus BaSO&sub4; (Bariumsulfat) mit einer lichtstreuenden Fläche (im Folgenden als "reflektierender Film aus BaSO&sub4;' bezeichnet) und ein reflektierender Film aus Ag (Silber) mit einer Spiegelfläche (im Folgenden als "reflektierender Film mit einer Spiegelfläche aus Ag" bezeichnet). In Fig. 5 zeigt Kurve 1 die Intensitätsverteilung eines Lichtstrahls, der mit einer Schicht gefärbt wird, die aus einem reflektierenden Film mit aufgerauter Oberfläche aus A1 besteht. Kurve 2 zeigt die Intensitätsverteilung eines Lichtstrahls, der mit einer Schicht gefärbt wird, die aus einem reflektierenden Film aus BaSO&sub4; und einem fluoreszierenden Film besteht. Kurve 3 zeigt die Intensitätsverteilung eines Lichtstrahls, der mit einer Schicht gefärbt wird, die aus einem reflektierenden Film mit einer Spiegelfläche aus Ag und einem fluoreszierenden Film besteht. Kurve 4 zeigt die Intensitätsverteilung eines Lichtstrahls, der mit einer Schicht gefärbt wird, die aus einem reflektierenden Film mit einer aufgerauten Oberfläche aus Al und einem Farbfilter besteht. Kurve 5 zeigt die Intensitätsverteilung eines Lichtstrahls, der mit einer Schicht gefärbt wird, die aus einem reflektierenden Film aus BaSO&sub4; und einem Farbfilter besteht. Kurve 6 zeigt die Intensitätsverteilung eines Lichtstrahls, der mit einer Schicht gefärbt wird, die aus einem reflektierenden Film mit einer Spiegelfläche aus Ag und einem Farbfilter besteht.
Es ist anzumerken, dass der für diese Messung der Intensitätsverteilung eingesetzte Film ein grüner fluoreszierender Film mit einem Leuchtstoffmaterial FA-22 ist, das von Shinroihi Kabushiki Kaisha bezogen werden kann. Das Leuchtstoffmaterial wird in einem Gewichtsverhältnis von 60/160 mit dem Trägermaterial gemischt. Das eingesetzte Farbfilter ist ein Grün-Farbfilter, das durch Auftragen eines Materials, das beim Mischen eines transparenten Harzmaterials mit einem grünen Pigment besteht, auf einen reflektierenden Film und anschließendes Aushärten des transparenten Harzmaterials entsteht.
Sowohl das Farbfilter als auch der fluoreszierende Film haben eine Dicke von 7,5 um. Die Intensität des Lichtes, das aus dem fluoreszierenden Film 12 austritt, ist, wie in Fig. 5 dargestellt, erheblich höher als die des Lichtes, das aus dem Farbfilter austritt. Die Intensitätsverteilung des austretenden Lichtes in Bezug auf die Wellenlängen verändert sich beim Einsatz eines der folgenden reflektierenden Filme: eines reflektierenden Filmes mit einer aufgerauten Oberfläche aus A1, eines reflektierenden Filmes aus BaSO&sub4; und eines reflektierenden Filmes mit einer Spiegelfläche aus Ag.
Licht, das aus dem fluoreszierenden Film 12 austritt, ist, wie oben beschrieben, Licht, das durch das fluoreszierende Licht gefärbt wird, das von dem Leuchtstoffmaterial 123 emittiert wird. Die Intensität des Lichtes, das durch den fluoreszierenden Film 12 gefärbt wird, ist erheblich höher als die von Licht, das durch das Farbfiltern gefärbt wird.
Daher kann, wenn ein Lichtfärbungsfilm, der aus dem fluoreszierenden Film 12 besteht, für eine Farb-Flüssigkristallanzeigevorrichtung eingesetzt wird, wie dies bei dem vorliegenden Beispiel der Fall ist, eine Farbanzeige mit hoher Leuchtkraft erzeugt werden, indem starkes Licht genutzt wird, das durch den fluoreszierenden Film 12 gefärbt wird.
Ein Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen der Aktivmatrix-Farb-Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau wird im Folgenden beschrieben.
Zunächst wird ein Metallfilm auf das untere Substrat 1 aufgetragen. Der Metallfilm wird dann strukturiert, um die Gate-Elektroden 5 und die Gate-Leitungen GL auszubilden. Ein isolierender Film, der aus SiN oder dergleichen besteht, wird auf die gesamte Oberflächen des Substrats 1 und der Metallschichten 5 sowie der Gate-Leitungen GL mit dem Verfahren des chemischen Aufdampfens oder dergleichen aufgetragen, um den Gate- Isolierfilm 6 herzustellen. Ein Eigenhalbleiter, wie beispielsweise a-Si, wird mit dem Verfahren des chemischen Aufdampfens oder dergleichen auf den Gate-Isolierfilm 6 aufgetragen. Dieser Halbleiterfilm wird strukturiert, um die Eigenhalbleiterfilme 7 jeweils gegenüber der Gate-Elektrode 5 herzustellen. Anschließend werden die Source- und die Drain-Elektroden 8 und 9, die mit dem Eigenhalbleiterfilm 7 in Kontakt sind, ausgebildet. Weiterhin werden die Drain-Leitungen DL, die mit den Drain-Elektroden 9 verbunden sind, ausgebildet.
Ein isolierendes Material, wie beispielsweise SiN, wird auf die gesamte Oberfläche des entstehenden Substrats 1 mit dem chemischen Aufdampfverfahren oder dergleichen aufgetragen, um den schützenden Isolierfilm 10 auszubilden. Als dieser schützende Isolierfilm 10 kann ein SiO&sub2;-Film durch Schleuderbeschichtung und Aushärten einer organischen Silanolverbindung ausgebildet werden. Als Alternative dazu kann der isolierende Film 10 durch Schleuderbeschichtung und Aushärten einer Harzlösung ausgebildet werden. Dann wird das Kontaktloch 11 in dem isolierenden Film 10 hergestellt. Eine reflektierende Schicht, die aus Aluminium oder dergleichen besteht, wird auf der gesamten Oberfläche des schützenden Isolierfilms 10 ausgebildet und strukturiert, um die Pixelelektroden 3 herzustellen, die jeweils mit der Source-Elektrode 8 verbunden sind.
Ein Film, der hergestellt wird, indem ein lichtaushärtendes transparentes Harzmaterial beispielsweise für das Harzträgermaterial 121 des fluoreszierenden Films 12 mit dem Leuchtstoffmaterial 123 zum Emittieren eines fluoreszierenden Lichtes mit einer vorgegebenen Farbe, z. B. Rot, in einem vorgegebenen Verhältnis gemischt wird, wird durch Schleuderbeschichtung, Drucken oder dergleichen so auf die gesamte Oberfläche des unteren Substrats 3 aufgetragen, dass er eine vorgegebenen Filmdicke hat. Anschließend wird das transparente Harzmaterial mit ultravioletten Strahlen oder dergleichen bestrahlt, um es in eine vorgegebene Form zu strukturieren, so dass der rote fluoreszierende Filmabschnitt 12R auf der entsprechenden Pixelelektrode 3 ausgebildet wird. Anschließend wird ein Gemisch aus einem transparenten Harzmaterial und dem grünen Leuchtstoffmaterial 123 auf die gesamte Oberfläche des unteren Substrats 1 aufgetragen, und die entstehende Struktur wird mit ultravioletten Strahlen bestrahlt, um sie zu strukturieren, so dass der grüne fluoreszierende Filmabschnitt 12G auf der entsprechenden Pixelelektrode 3 ausgebildet wird. Der blaue fluoreszierende Film 12B wird ebenfalls auf die gleiche Weise wie oben beschrieben ausgebildet.
Ein Film, der aus einem transparenten leitenden Material, wie beispielsweise ITO, besteht, wird durch Plasmazerstäuben oder dergleichen auf dem transparenten Substrat 2 ausgebildet. Der Film wird dann strukturiert, um die Gegenelektrode 3 auszubilden.
Das untere und das obere Substrat 1 und 2 sind über das Dichtungselement SC miteinander verbunden. Ein Lösungsgemisch aus einem Polymermaterial, das eine Polymerisationsreaktion auslöst, wenn es mit Licht bestrahlt wird, und einem nematischen Flüssigkristall, dem eine dichromatischer Farbstoff zugesetzt wurde, wird über eine Öffnung, die in einem Abschnitt des Dichtungselementes SC ausgebildet ist, durch ein Vakuumeinspritzverfahren zwischen die Substrate 1 und 2 eingespritzt und eingefüllt. Ultraviolette Strahlen werden auf das zwischen die Substrate 1 und 2 eingefüllte Lösungsgemisch von der Seite des oberen Substrats 2 her gerichtet. Beim Bestrahlen mit den ultravioletten Strahlen läuft eine Radikalpolymerisationsreaktion ab, bei der die Doppelbindungen des Polymermaterials in Form eines Monomers bzw. Oligomers zu Radikalen dissozieren und sich die Radikale aneinandergrenzender Moleküle verbinden. Dadurch wird das Polymermaterial zu dem Polymerharz 21. Bei dieser Reaktion kommt es zu Phasentrennung des Polymerharzes 21 und des Flüssigkristalls. Dadurch hat das entstehende Polymerharz 21 einen schwamm- bzw. netzartigen Aufbau, und der Flüssigkristall 22 ist in Räumen in dem Polymerharz 21 eingeschlossen, so dass der Verbundfilm 20 entsteht, der aus dem Flüssigkristall und dem Polymerharz besteht und den oben beschriebenen Aufbau hat. Die Einspritzöffnung, die in dem Dichtungselement SC ausgebildet ist, wird verschlossen, nachdem das Lösungsgemisch eingefüllt wurde, bzw. der Verbundfilm 20 fertiggestellt ist. Es ist anzumerken, dass dieses Verfahren zum Ausbilden des Verbundfilms 20 als Fotopolymerisations-Phasentrennungs-Verfahren bezeichnet wird.
Die Reflexions-Aktivmatrix-Farb-Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit dem in Fig. 1 dargestellten Aufbau wird mit dem oben beschriebenen Verfahren fertiggestellt.
Das oben beschriebene Herstellungsverfahren stellt ein Beispiel dar, und es können andere Herstellungsverfahren eingesetzt werden.

(Erste Abwandlung)

Bei dem Aufbau in Fig. 1 ist jeder der fluoreszierenden Filmabschnitte 12R, 12B und 12G auf jeder Pixelelektrode 3 angeordnet. Jedoch kann, wie in Fig. 6 dargestellt, ein fluoreszierender Film 12 an einem Abschnitt einer Gegenelektrode 13 angeordnet sein, der der Pixelelektrode 3 gegenüberliegt.
Bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit der in der Fig. 6 dargestellten Anordnung wird, wenn keine Spannung angelegt wird, Licht, das von der Oberseite der Flüssigkristallanzeigevorrichtung auftrifft, durch einen Verbundfilm 20 gestreut und absorbiert, und nur eine geringe Menge des Lichtes gelangt zu der Pixelelektrode 3. Des Weiteren wird das die Pixelelektrode 3 erreichende Licht durch die Pixelelektrode 3 reflektiert. Dadurch wird ein Großteil des Lichtes gestreut und absorbiert, wenn es erneut durch den Verbundfilm 20 hindurchtritt. Daher wird die Anzeige der Flüssigkristallanzeigevorrichtung in einen dunklen Zustand versetzt.
Es ist anzumerken, dass ein Teil des von dem fluoreszierenden Film 12 beim Auftreffen von Licht von der Oberseite der Flüssigkristallanzeigevorrichtung emittierten fluoreszierenden Lichtes an der Oberseite der Flüssigkristallanzeigevorrichtung austritt. Aus diesem Grund ist dieses fluoreszierende Licht von der Oberseite her zu sehen. Dadurch ist die dunkle Anzeige leicht in der Farbe des fluoreszierenden Lichtes getönt. Indem jedoch das Mischverhältnis des Leuchtstoffmaterials 123 in dem fluoreszierenden Film reguliert wird, kann die Intensität des fluoreszierenden Lichtes, das von auf die Oberseite auftreffenden Licht emittiert wird, auf einen vorgegebenen Pegel oder darunter verringert werden, bei dem keine praktischen Probleme auftreten.
Wenn ein elektrisches Feld angelegt wird, wird ein Teil des Lichtes, das von der Oberseite der Flüssigkristallanzeigevorrichtung auftrifft, durch den fluoreszierenden Film 12 hindurchgelassen, und ein weiterer Teil des auftreffenden Lichtes bewirkt Emission von fluoreszierendem Licht. Das auf den Verbundfilm 20 auftreffende Licht gelangt zu der Pixelelektrode 3 und wird von ihr ohne Einfluss des Streu/Absorbierungs-Effektes des Verbundfilms 20 reflektiert. Dieses reflektierte Licht trifft auf den fluoreszierenden Film 12 auf und wird durch ihn hindurchgelassen oder bewirkt, dass er fluoreszierendes Licht emittiert. Daher ist die Intensität des Lichtes, das aus der Flüssigkristallanzeigevorrichtung beim Vorhandensein eines elektrischen Feldes austritt, erheblich größer als beim Nichtvorhandensein eines elektrischen Feldes.
Bei der in Fig. 6 dargestellten Anordnung kann, wie oben beschrieben, ebenfalls ein helles Bild angezeigt werden, indem das Durchlassen und Streuen von Licht gesteuert wird und fluoreszierendes Licht eingesetzt wird.
Bei der in Fig. 6 dargestellten Anordnung ist der fluoreszierende Film 12 (12R, 12B und 12 G) an der Gegenelektrode 13 angeordnet. Der fluoreszierende Film 12 (12R, 12B und 12 G) kann jedoch direkt auf dem oberen Substrat 2 angeordnet sein, und die Gegenelektrode 13 kann auf dem fluoreszierenden Film 12 angeordnet sein. In diesem Fall lassen sich die gleiche Funktion und Wirkung wie bei der in Fig. 6 dargestellten Anordnung erzielen.

(Zweites Beispiel)

Bei dem ersten Beispiel dient jede Pixelelektrode 3 auch als reflektierender Film. Eine Pixelelektrode und ein fluoreszierender Film können jedoch separat ausgebildet sein.
Das zweite Beispiel, bei dem die Pixelelektroden und die Reflexionsfilme separat angeordnet sind, wird im Folgenden beschrieben.
Fig. 7 zeigt die Struktur des Abschnitts einer Reflexions-Aktivmatrix-Farb- Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß dem zweiten Beispiel im Schnitt.
Die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 7 kennzeichnen die gleichen Teile wie in Fig. 6.
Bei der in Fig. 7 dargestellten Anordnung besteht jede Pixelelektrode 3 aus einem transparenten leitenden Film, der aus ITO oder dergleichen besteht. Die Pixelelektroden 3 sind auf einem Gate-Isolierfilm 6 ausgebildet und elektrisch mit Source-Elektroden 8 verbunden. Reflektierende Filme 15, die den Pixelelektroden 3 gegenüberliegen, sind in Form einer Matrix direkt auf einem unteren Substrat 1 ausgebildet. Jeder reflektierende Film 15 besteht aus einem reflektierenden Film mit einer aufgerauten Oberfläche aus Ag, einem reflektierenden Film aus BaSO&sub4; oder einem reflektierenden Film mit Spiegelfläche aus Ag. Wenn die reflektierenden Filme 15, die Gate-Elektroden 5 der TFTs 4 und die Gate-Leitungen GL aus dem gleichen Metallfilm (z. B. einem Al-Film) bestehen, können diese Elemente gleichzeitig ausgebildet werden.
Jeder der Abschnitte eines Films 12 ist auf jedem reflektierenden Film 15 ausgebildet. Auch bei dieser Ausführung enthält der fluoreszierende Film 12 einen gelben fluoreszierenden Filmabschnitt 12Y, der gelbes fluoreszierendes Licht emittiert, einen magentafarbigen fluoreszierenden Filmabschnitt 12M, der fluoreszierendes Licht mit einer Farbe emittiert, die Magenta gleicht, und einen cyanfarbigen fluoreszierenden Filmabschnitt 12C, der fluoreszierendes Licht emittiert, das eine Farbe hat, die Cyan gleicht. Die fluoreszierenden Filmabschnitte 12Y, 12M und 12C sind nacheinander auf dem reflektierenden Film 15 ausgebildet.
Jeder reflektierende Film dient auch als Kompensationskondensator (Speicherkondensator), der eine Spannung kompensiert, die in jedem Pixel während einer Nichtauswahlperiode gehalten wird. Jeder Kompensationskondensator wird durch den reflektierenden Film 15, die Pixelelektrode 3 und einen zweischichtigen isolierenden Film gebildet, die aus dem fluoreszierenden Film 12 und dem Gate-Isolierfilm 6 bestehen.
Bezugspotentialleitungen, an die ein Bezugspotential (beispielsweise ein Erdpotential) angelegt wird, sind auf dem Substrat 1 entsprechend den Reihen der Pixelelektroden 3 angeordnet, so dass sie parallel zu den Gate-Leitungen GL sind. Der reflektierende Film 15 jeder Reihe ist mit der entsprechenden Bezugspotentialleitung verbunden. Diese Bezugspotentialleitung besteht ebenfalls aus dem gleichen Metallmaterial wie der reflektierende Film 15, die Gate-Elektrode 5 und die Gate-Leitung GL.
Ein Leuchtstoffmaterial, das für den gelben fluoreszierenden Filmabschnitt 12Y eingesetzt wird, kann hergestellt werden, indem beispielsweise ein Leuchtmittelfarbstoff verwendet wird, dessen Farbindexzahl "C. I. 56205" oder "C. I. 46040" beträgt. Beim Bestrahlen mit lediglich ultravioletten Strahlen emittiert der Farbstoff "C. I. 56205" fluoreszierendes Licht, dessen Farbe zwischen Grün und in gelblichem Grün liegt, und der Farbstoff "C. I. 46040" emittiert fluoreszierendes Licht, dessen Farbe zwischen gelblichem Grün und Gelb liegt. Bei Tageslicht ist die Farbe des fluoreszierenden Lichtes, das von beiden Farbstoffen emittiert wird, Gelb.
Ein Leuchtstoffmaterial, das für den magentafarbenen fluoreszierenden Filmabschnitt 12M eingesetzt wird, kann hergestellt werden, indem beispielsweise ein Leuchtmittelfarbstoff eingesetzt wird, dessen Farbindexzahl "C. I. 45380" oder "C. I. 45160" beträgt. Beim Bestrahlen mit lediglich ultravioletten Strahlen liegt die Farbe des fluoreszierenden Lichtes, das von beiden Farbstoffen emittiert wird, zwischen Gelb und Orange. Bei Tageslicht ist die Farbe des fluoreszierenden Lichtes, das von beiden Farbstoffen emittiert wird, Rot.
Es ist anzumerken, dass ein Leuchtstoffmaterial, das für den magentafarbigen fluoreszierenden Filmabschnitt 12M eingesetzt wird, ein pinkfarbenes Leuchtstoffmaterial sein kann. Das Leuchtstoffmaterial, das für einen pinkfarbenen fluoreszierenden Filmabschnitt eingesetzt wird, kann unter Verwendung eines Leuchtmittelfarbstoffes hergestellt werden, dessen Farbindexzahl "C. I. 45170" beträgt. Beim Bestrahlen mit lediglich ultravioletten Strahlen liegt die Farbe des fluoreszierenden Lichtes, das von diesem Farbstoff emittiert wird, zwischen Orange und Rot. Bei Tageslicht ist die Farbe des von dem Farbstoff emittierten fluoreszierenden Lichtes Pink.
Bei der in Fig. 7 dargestellten Anordnung wird, wenn keine Spannung zwischen den Pixelelektroden 3 und der Gegenelektrode 13 angelegt wird, Licht, das auf die Flüssigkristallanzeigevorrichtung von der Seite des oberen Substrats 2 her auftrifft, durch den Verbundfilm 20 gestreut und absorbiert, so dass eine dunkle Anzeige entsteht, wie dies oben unter Bezugnahme auf Fig. 4A beschrieben ist.
Wenn eine Spannung zwischen den Pixelelektroden 3 und der Gegenelektrode 13 angelegt wird, die einem vorgegebenem Schwellenwert entspricht oder darüber liegt, wird Licht, das von der Seite des oberen Substrats 2 auf die Flüssigkristallanzeigevorrichtung auftrifft, durch den Verbundfilm 20 hindurchgelassen, wobei es zu keiner Streu/Absorptions-Wirkung des Verbundfilms 20 kommt, wie dies oben unter Bezugnahme auf Fig. 4B beschrieben ist. Dieses durchgelassene Licht wird auch durch die Pixelelektroden 3 hindurchgelassen und gelangt zu den fluoreszierenden Filmen 12. Ein Teil des Lichtes, das zu jedem fluoreszierenden Film 12 gelangt, bewirkt, wie oben unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben, dass er fluoreszierendes Licht emittiert. Das durch den fluoreszierenden Film 12 hindurchgelassene Licht wird von dem reflektierenden Film 15 reflektiert, und ein Teil des reflektierten Lichtes bewirkt, dass der Leuchtstofffilm 12 fluoreszierendes Licht emittiert. Das Licht, das von dem fluoreszierenden Film 12 auf den Gate-Isoliertilm 6 auftrifft, tritt durch die Pixelelektrode 3 hindurch und trifft auf den Verbundfilm 20 auf. Dieses Licht tritt an dem oberen Substrat aus, wobei keine Streu/Absorptions-Wirkung des Verbundfilms 20 zum Tragen kommt. Daher wird ein heller Punkt mit der Farbe des fluoreszierenden Lichtes angezeigt.
Bei diesem Beispiel werden, wie oben beschrieben, Streuung und Durchlassen von Licht gesteuert, indem eine Spannung gesteuert wird, die zwischen jeder Pixelelektrode 3 und der Gegenelektrode 13 angelegt wird, so dass ein beliebiges Bild angezeigt wird. Ähnlich wie bei dem ersten Beispiel kann ein helles Bild angezeigt werden, da es zu keinerlei Lichtverlust kommt, der durch Lichtabsorption in einer Polarisationsplatte oder einem Farbfilter bewirkt wird, und starkes Licht einschließlich fluoreszierenden Lichtes, das von jedem fluoreszierenden Film 12 emittiert wird, zum Einsatz kommt.
Bei der herkömmlichen Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung wird, um das Öffnungsverhältnis jedes Pixels zu vergrößern, ein Kompensationskondensator ausgebildet, indem ein Randabschnitt jeder Pixelelektrode und einer entsprechenden kondensatorbildenden Elektrode einander über einen isolierenden Film gegenüberliegend angeordnet werden. Aus diesem Grund ist der Bereich, in dem jede Pixelelektrode einer entsprechenden kondensatorbildenden Elektrode gegenüberliegt, gering, und damit ist die Kapazität jedes Kompensationskondensators gering. Bei der in Fig. 7 dargestellten Anordnung jedoch dient der reflektierende Film 15, der nahezu der gesamten Oberfläche der Pixelelektrode 3 gegenüberliegt, auch als kondensatorbildende Elektrode, und damit kann die Kapazität des Kompensationskondensators verbessert werden. Daher kann während einer Nichtauswahlperiode jedes Pixels eine gewünschte Spannung in dem Pixel stabil aufrecherhalten werden, so dass ein Bild ohne "Flackern" angezeigt wird.
Bei der in Fig. 7 dargestellten Anordnung ist der fluoreszierende Film 12 auf dem reflektierenden Film 15 angeordnet. Der fluoreszierende Film 12 kann jedoch, wie in Fig. 8 dargestellt, auf der transparenten Pixelelektrode 3 angeordnet werden.
Bei der in Fig. 8 dargestellten Anordnung kann der Abstand zwischen der Pixelelektrode 3 und dem reflektierenden Film 15 auf die Dicke des Gate-Isoliertilms 6 verringert werden, und der Kompensationskondensator kann entsprechend vergrößert werden. Weiterhin kann ein helles Bild, das dem gleicht, das mit dem in Fig. 7 dargestellten Aufbau erzielt wird, angezeigt werden.
Bei den Anordnungen in Fig. 7 und 8 ist der reflektierende Film 15 auf dem unteren Substrat 1 angeordnet. Der reflektierende Film 15 kann jedoch, wie in Fig. 9 dargestellt, auf einem schützenden Isolierfilm 10 ausgebildet werden.
Der reflektierende Film 15 ist, wie in Fig. 9 zu sehen ist, auf dem schützenden Isolierfilm 10 ausgebildet, und der fluoreszierende Film 12 ist auf dem reflektierenden Film 15 ausgebildet. Des Weiteren ist die transparente Pixelelektrode 3 auf dem fluoreszierenden Film 12 ausgebildet. Bei dieser Anordnung kann, indem der reflektierende Film 15 auf eine vorgegebene Spannung fixiert wird, ein Kompensationskondensator durch den fluoreszierenden Film 12 zwischen der Pixelelektrode 3 und dem reflektierenden Film 15 ausgebildet werden. Auch bei dieser Anordnung kann ein großer Kompensationskondensator hergestellt werden.

(Drittes Beispiel)

Bei dem ersten und dem zweiten Beispiel sind die reflektierenden Elemente (die Pixelelektroden 3 bei dem ersten Beispiel und die reflektierenden Filme 15 bei der zweiten Ausführung) auf dem Aktivelementsubstrat angeordnet, auf dem die TFTs ausgebildet sind. Reflektierende Elemente können jedoch auf einem Gegensubstrat angeordnet werden, auf dem eine Gegensubstratelektrode 13 ausgebildet ist.
Das dritte Beispiel, bei dem reflektierende Elemente auf einem Gegensubstrat ausgebildet sind, wird im Folgenden beschrieben.
Fig. 10 zeigt die Anordnung einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß dem dritten Beispiel.
Wie in Fig. 10 zu sehen ist, sind TFTs 4 und Pixelelektroden 3 auf einem transparenten oberen Substrat 1 ausgebildet, und eine Gegenelektrode 13, die aus einem reflektierenden, leitenden Material, wie beispielsweise Aluminium besteht, ist auf einem unteren Substrat 2 ausgebildet. Fluoreszierende R-, G- und B-Filmabschnitte 12R, 12B und 12G sind auf der Gegenelektrode 13 in Form einer Matrix angeordnet.
Bei dieser Anordnung trifft, wenn keine Spannung zwischen den Pixelelektroden 3 und der Gegenelektrode 13 angelegt wird, Licht vom oberen Substrat 1 über die Pixelelektrode 3 auf einen Verbundfilm 20 auf. Das Licht wird dann durch den Verbundfilm 20 gestreut und absorbiert, wie dies oben unter Bezugnahme auf Fig. 4A beschrieben ist. Dadurch wird die Anzeige dunkel.
Wenn eine Spannung zwischen jeder Pixelelektrode 3 und der Gegenelektrode 13 angelegt wird, die einem vorgegebenen Schwellenwert entspricht oder über diesem liegt, trifft Licht, das von der Seite des oberen Substrats 1 her auf die Flüssigkristallanzeigevorrichtung auftrifft, über die Pixelelektrode 3 auf dem Verbundfilm 20 auf. Das Licht wird dann, wie oben unter Bezugnahme auf Fig. 4B beschrieben, durch den Verbundfilm 20 hindurchgelassen und gelangt zu dem fluoreszierenden Film 12, wobei der Verbundfilm 20 keine Streu/Absorptions-Wirkung ausübt. Ein Teil des Lichts, das den fluoreszierenden Film 12 (Filmabschnitte 12R, 12B und 12 G) erreicht, bewirkt, wie oben unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben, dass er fluoreszierendes Licht emittiert. Das Licht, das durch den fluoreszierenden Film 12 hindurchtritt, wird von der Gegenelektrode 13 reflektiert. Ein Teil des reflektierten Lichts bewirkt, dass der fluoreszierende Film 12 fluoreszierendes Licht emittiert. Das Licht, das von dem fluoreszierenden Film 12 auf den Verbundfilm 20 auftrifft, tritt durch den Verbundfilm 20 und die Pixelelektrode 3 hindurch und anschließend aus. Daher kann eine helle Anzeige, die die Farbe des fluoreszierenden Lichts hat, das von dem fluoreszierenden Film 12 emittiert wird, erzeugt werden.
Auch bei diesem Beispiel kann, wie oben beschrieben, eine beliebiges Bild angezeigt werden, indem eine Spannung zwischen jeder Pixelelektrode 3 und der Gegenelektrode 13 angelegt wird. Ähnlich wie bei dem ersten und dem zweiten Beispiel kann ein helles Bild erzeugt werden, da es zu keinem Lichtverlust kommt, der durch Lichtabsorption in einer Polarisationsplatte oder einem Farbfilter bewirkt wird, und starkes Licht einschließlich des fluoreszierenden Lichts, das von jedem fluoreszierenden Film 12 emittiert wird, zum Einsatz kommt.
Bei dem in Fig. 10 dargestellten Aufbau ist der fluoreszierende Film 12 (Filmabschnitt 12R, 12G und 12B) auf der Gegenelektrode 13 angeordnet, die auch als reflektierender Film dient. Ein fluoreszierender Film 12 kann jedoch, wie in Fig. 11 dargestellt, beispielsweise auch auf Pixelelektroden 3 angeordnet sein.
In diesem Fall ist ähnlich wie bei dem in Fig. 16 dargestellten Aufbau fluoreszierendes Licht von dem fluoreszierenden Film 12 auf einer dunklen Anzeige wahrzunehmen. Indem jedoch das Verhältnis eines Leuchtstoffmaterials 320 in dem fluoreszierenden Film 12 entsprechend eingestellt wird, kann die Intensität des fluoreszierenden Lichts auf einen vorgegebenen Pegel oder darunter verringert werden, bei dem keine praktischen Probleme auftreten.

(Viertes Beispiel)

Das erste bis dritte Beispiel stehen für den Reflexions-Aktivmatrix-Stapel-Flüssigkristallanzeigevorrichtung. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch bei einer Durchlass- Akivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung eingesetzt werden.
Fig. 12 zeigt eine Durchlass-Flüssigkristallanzeigevorrichtung unter Verwendung eines fluoreszierenden Films 12.
Die in Fig. 12 dargestellte Anordnung entspricht nahezu vollständig dem in Fig. 7 dargestellten, wobei jedoch kein reflektierender Film 15 vorhanden ist.
Bei dieser Durchlass-Flüssigkristallanzeigevorrichtung ist der fluoreszierende Film 12 auf einem unteren Substrat 1 ausgebildet, und transparente Pixelelektroden 3 sind so angeordnet, dass sie dem fluoreszierenden Filmen 12 über einen Gate-Isolierfilm 6 gegenüberliegen.
Bei dieser Anordnung wird beispielsweise Licht, das von der unteren Seite der Zeichnung her auftrifft, durch fluoreszierendes Licht eingefärbt, wenn es durch den fluoreszierenden Film 12 hindurchgelassen wird, wie dies oben unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben ist. Das gefärbte Licht tritt dann durch die Pixelelektroden 3 hindurch und trifft auf einen Verbundfilm 20 auf. Das auf den Verbundfilm 20 auftreffende Licht wird durch den Verbundfilm 20 gestreut und absorbiert oder durch den Verbundfilm 20 hindurchgelassen und tritt aus dem oberen Substrat 2 entsprechend den Ausrichtungszuständen der Flüssigkristallmoleküle MA und eines dichromatischen Farbstoffs MB aus, wobei diese Zustände der Spannung entsprechen, die zwischen den Pixelelektroden 3 und einer Gegenelektrode 13 angelegt werden.
Wenn eine Spannung zwischen den Pixelelektroden 3 und der Gegenelektrode 13 angelegt wird, wird farbiges Licht mit hoher Leuchtdichte einschließlich fluoreszierenden Lichts, das von dem fluoreszierenden Film 12 emittiert wird, von dem oberen Substrat 2 abgegeben. So entsteht eine helle Anzeige und der Kontrast eines angezeigten Bilds ist hoch.
In der obenstehenden Beschreibung trifft Licht von dem unteren Substrat 1 her auf, und ein Anzeigebild ist von dem oberen Substrat 2 her zu sehen. Selbst wenn jedoch Licht vom oberen Substrat 3 her auftrifft und ein Bild von der Seite des unteren Substrats 1 her zu sehen ist, ist ein helles Bild mit hohem Kontrast zu sehen. Es ist anzumerken, dass, da fluoreszierendes Licht von dem fluoreszierenden Film 12 bei dunkler Anzeige wahrzunehmen ist, die Konzentration eines Leuchtstoffmaterials 123 in jedem fluoreszierenden Film 2 entsprechend eingestellt werden muss.
Bei der in Fig. 12 dargestellten Anordnung sind die Pixelelektroden 3 auf dem unteren Substrats 1 angeordnet. Der fluoreszierende Film 12 kann jedoch beispielsweise wie in Fig. 13 und 14 dargestellt, auf oder unter den Pixelelektroden 3 angeordnet werden.
Bei dem in Fig. 13 dargestellten Aufbau ist der fluoreszierende Film (die Filmabschnitte 12R, 12G und 12B) auf den transparenten Pixelelektroden 3 angeordnet, die auf dem Gate-Isoliertilm 6 ausgebildet sind. Dieser Aufbau entspricht einem Aufbau, der entsteht, wenn die reflektierenden Filme 15 bei dem in Fig. 8 dargestellten Aufbau weggelassen werden, oder einem Aufbau, der entsteht, indem eine transparente Elektrode als die Gegenelektrode 13 bei dem in Fig. 11 dargestellten Aufbau ausgebildet wird.
Bei der in Fig. 14 dargestellten Anordnung ist der fluoreszierende Film 12 (Filmabschnitte 12R, 12G und 12B) auf schützenden Isolierfilmen 10 ausgebildet, die auf TFTs 4 ausgebildet sind, und die Pixelelektroden 3 sind auf dem fluoreszierenden Film 12 ausgebildet. Die Pixelelektroden 3 sind mit Source-Elektroden 8 der TFTs über Kontaktlöcher 11 verbunden, die in den schützenden Isolierfilmen 10 ausgebildet sind. Diese Anordnung entspricht einer Struktur, die entsteht, wenn die reflektierenden Filme 15 bei der in Fig. 9 dargestellten Anordnung weggelassen werden.
Der fluoreszierende Film 12 (Filmabschnitte 12R, 12G und 12B) kann, wie in Fig. 15 dargestellt, zwischen der transparenten Gegenelektrode 13 und dem unteren Substrat 1 angeordnet werden. Desgleichen kann, indem die Gegenelektrode 13 der Flüssigkristallanzeigevorrichtung unter Verwendung eines transparenten leitenden Materials ausgebildet wird, eine Durchlass-Flüssigkristallanzeigevorrichtung, bei der der fluoreszierende Film 12 auf der Gegenelektrode 13 ausgebildet ist, hergestellt werden.

(Fünftes Beispiel)

Das erste bis dritte Beispiel zeigen die Anordnung, bei der die reflektierenden Filme zwischen den Substraten 1 und 2 angeordnet sind, d. h. in der Flüssigkristallzelle. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben aufgeführten Beispiele beschränkt. Ein reflektierender Film kann außerhalb der Substrate 1 und 2, d. h. außerhalb der Flüssigkristallzelle, angeordnet sein.
Fig. 16 zeigt eine derartige Anordnung, bei der ein reflektierender Film außerhalb eines unteren Substrats 1 angeordnet ist, auf dem TFTs 4 ausgebildet sind.
Bei der in Fig. 16 dargestellte Anordnung werden das Substrat 1 und das Substrat 2 durch eine transparentes Substrat gebildet, und jede der Pixelelektroden 3 sowie die Gegenelektrode 13 bestehen aus einem transparenten leitenden Film, der aus ITO oder dergleichen hergestellt wird. Eine reflektierende Platte 30 ist außerhalb des unteren Substrats 1 angeordnet. Die reflektierende Platte 30 besteht aus einer Grundschicht 31, die aus einem Harzfilm besteht, und einem reflektierenden Film 30, der dem Substrat zugewandt darauf ausgebildet ist. Der reflektierende Film 32 besteht aus einem reflektierenden Aluminiumfilm mit einer aufgerauhten reflektierenden Fläche, einem weißen reflektierenden Film mit einer lichtstreuenden Fläche, die aus BaSO&sub4; besteht, und einem reflektierenden Film mit Spiegelfläche, die aus Silber besteht.
Bei diesem Aufbau wird, wenn keine Spannung zwischen den Pixelelektroden 3 und der Gegenelektrode 13 angelegt wird, der Großteil des Lichts, das auf einen Verbundfilm 20 von dem vorderen Substrat 2 her auftrifft, von dem Verbundfilm 20 gestreut und absorbiert. Des Weiteren wird durch den Verbundfilm 20 hindurchgelassenes Licht von dem reflektierenden Film 32 reflektiert und erneut von dem Verbundfilm 20 gestreut und absorbiert. Daher ist die Anzeige dunkel.
Wenn eine Spannung zwischen den Pixelelektroden 3 und der Gegenelektrode 13 angelegt wird, wird Licht, das von dem oberen Substrat 2 auf den Verbundfilm 20 auftrifft, durch den Verbundfilm 20 und die Pixelelektroden 3 hindurchgelassen und gelangt zu einem fluoreszierenden Film 12. Ein Teil des Lichts, das zu dem fluoreszierenden Film 12 gelangt, bewirkt, dass der fluoreszierende Film 12 fluoreszierendes Licht emittiert. Von dem durch den fluoreszierenden Film 12 hindurchgelassenen Licht und dem davon emittierten fluoreszierenden Licht werden Lichtkomponenten, die auf den reflektierenden Film 32 gerichtet sind, durch das untere Substrat 1 hindurchgelassen und von dem reflektierenden Film 32 reflektiert. Die Lichtkomponenten werden dann durch den fluoreszierenden Film 12 und die Pixelelektroden 3 hindurchgelassen und des Weiteren durch den Verbundfilm 20 hindurchgelassen und treten an dem oberen Substrat 2 aus.
Auch mit einer derartigen Anordnung kann daher ein helles Bild unter Verwendung von fluoreszierendem Licht ähnlich wie bei dem ersten bis dritten Beispiel angezeigt werden.
Es ist anzumerken, dass selbst wenn die reflektierende Platte 30 auf der Seite des oberen Substrats 2 angeordnet ist und das angezeigte Bild von der Seite des unteren Substrats 1 her gesehen wird, im Wesentlichen die gleiche Wirkung wie oben beschrieben erzielt werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die in Fig. 16 dargestellten Anordnung beschränkt. Selbst wenn die reflektierende Platte 30 an der Außenseite des Substrats 1 bzw. 2 jeder der Durchlass-Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit dem in Fig. 11 bis 15 dargestellten Aufbau angeordnet ist, kann eine Reflexions-Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit den gleichen Wirkungen, wie sie oben beschrieben sind, hergestellt werden.

(Sechstes Beispiel)

Bei dem ersten bis fünften Beispiel wird der fluoreszierende Film 12 durch das Harz- Trägerelement 121 und das Leuchtstoffelement 123 gebildet. Es kann jedoch, wie in Fig. 17 dargestellt, ein färbendes Pigment (ein Pigment, das für ein Farbfilter oder dergleichen eingesetzt wird) 125, das Licht hindurchlässt, das dem Wellenlängenbereich von fluoreszierendem Licht entspricht, das von einem Leuchtstoffmaterial 123 emittiert wird, und Licht mit anderen Wellenlängenbereichen absorbiert, dem fluoreszierenden Film 12 zugesetzt werden. Mit diesem Verfahren kann die Farbreinheit von Licht, das aus dem fluoreszierenden Film 12 austritt, verbessert werden.
Der fluoreszierende Film 12 mit diesem Aufbau wird wie folgt hergestellt. So werden beispielsweise eine Gemisch aus einem Harzmaterial für ein Trägermaterial 121 und dem Leuchtstoffmaterial 123 sowie ein färbendes Pigment durch Drucken oder Schleuderbeschichten so auf ein Substrat oder dergleichen aufgetragen, dass eine vorgegebene Filmdicke entsteht. Anschließend wird das Harzmaterial ausgehärtet, so dass die fluoreszierenden Filmabschnitte ausgebildet werden.
Wenn das Farbpigment 125 dem fluoreszierenden Film 12 zugesetzt wird, wird Licht, das durch den fluoreszierenden Film 12 hindurchgelassen wird, von dem färbenden Pigment 125 in gewissem Maße absorbiert. Daher nimmt die Intensität des Austrittslichts um die Menge des absorbierten Lichts ab. Jedoch kann farbiges Licht mit ausreichender Intensität und einer hohen Farbreinheit erzeugt werden, indem die Menge des zugesetzten färbenden Pigments 125 reguliert wird.

(Siebtes Beispiel)

Ein phosphoreszierendes Material 127 kann, wie in Fig. 18 dargestellt, bei der ersten bis fünften Ausführung einem fluoreszierenden Film 12 zugesetzt werden.
Das phosphoreszierende Material 127 besteht aus einem Zinksulfatpulver, einem Calciumsulfatpulver oder dergleichen, wie sie für Leuchtfarbe eingesetzt werden. Das phosphoreszierende Material 127 absorbiert von außen aufgestrahltes Licht, speichert die Anregungsenergie und wandelt die gespeicherte Energie allmählich in Licht um und emittiert so das Licht.
Jeder fluoreszierende Film 12, der in Fig. 18 dargestellt ist, wird wie folgt hergestellt. So wird beispielsweise ein Material, das hergestellt wird, indem ein Harzmaterial für ein Trägermaterial 121 mit einem Leuchtstoffmaterial 123 in einem vorgegebenen Verhältnis gemischt wird, durch Drucken oder Schleuderbeschichten so auf ein Substrat oder dergleichen aufgetragen, dass es eine vorgegebene Filmdicke aufweist. Das Harzmaterial wird dann ausgehärtet, um den fluoreszierenden Film 12 herzustellen.
Ein Teil des von der Oberseite des fluoreszierenden Films 12 auftreffenden Lichts und Licht, das von dem einen reflektierenden Film 15 (bzw. einer reflektierenden Elektrode oder einem reflektierenden Film 32) reflektiert wird, wird, wie in Fig. 18 dargestellt, von dem phosphoreszierenden Material 127 absorbiert, wenn es durch den fluoreszierenden Film 12 hindurchtritt, und die Energie des absorbierten Lichts wird in dem phosphoreszierenden Material 127 gespeichert. Das phosphoreszierende Material 127 wandelt die gespeicherte Energie in Licht um und emittiert das Licht. Wenn eine ausreichende Lichtmenge auf den fluoreszierenden Film 12 auftrifft, speichert das phosphoreszierende Material 127 optische Energie, bis das Material gesättigt ist, da die Lichtmenge, die von dem phosphoreszierenden Material 127 absorbiert wird, größer ist als die emittierte Lichtmenge. In diesem Fall ist, da das Leuchtstoffmaterial 123 starkes Licht von außen empfängt und starkes fluoreszierendes Licht emittiert, Licht, das von dem phosphoreszierenden Material 127 emittiert wird, kaum zu sehen.
Wenn es um die Anzeigevorrichtung herum dunkel wird und nahezu kein Licht auf den fluoreszierenden Film 12 auftrifft, emittiert das phosphoreszierende Material 127 weiterhin Licht, bis keine gespeicherte Energie mehr übrig ist, wie es in Fig. 19 dargestellt ist. Das gesamte von dem phosphoreszierenden Material 127 emittierte Licht bzw. ein Teil desselben trifft auf das Leuchtstoffmaterial 123 auf. Das Leuchtstoffmaterial 123 lässt Lichtkomponenten des Lichts, das auf das Leuchtstoffmaterial 123 aufgetroffen ist, die einen speziellen Wellenlängenbereich haben, durch oder reflektiert sie und absorbiert Lichtkomponenten mit anderen Wellenlängenbereichen, so dass fluoreszierendes Licht mit dem speziellen Wellenlängenbereich unter Verwendung der Energie der absorbierten Lichtkomponenten emittiert wird. Aus diesem Grund hat das aus dem fluoreszierenden Film 12 austretende Licht eine Farbe, die der des fluoreszierenden Lichts entspricht, das von dem Leuchtstoffmaterial 125 emittiert wird. Des Weiteren kann eine Anzeige und Verwendung der Farbe des Lichts, das von dem phosphoreszierenden Material 127 emittiert wird, oder eine Anzeige unter Verwendung eines Farbgemischs der Farbe des fluoreszierenden Lichts, das von dem Leuchtstoffmaterial 123 emittiert wird, und der Farbe des Lichts, das von dem phosphoreszierenden Material 127 emittiert wird, entsprechend den Konzentrationen des Farbstoffmaterials 123 und des phosphoreszierenden Materials 127 hergestellt werden.
Die Intensität des Lichts, das von dem fluoreszierenden Film 12 austritt, ist erheblich geringer als die des austretenden Lichts, das erzeugt wird, wenn eine ausreichende Menge an Licht von außen auf den fluoreszierenden Film 12 auftrifft. Indem jedoch eine entsprechende Menge des phosphoreszierenden Materials 127, das dem fluoreszierenden Film 12 beigemischt wird, ausgewählt wird, kann farbiges Licht, das so ist, dass es in der Praxis zu sehen ist, erzeugt werden.
Das heißt, indem dem fluoreszierenden Film 12 das phosphoreszierende Material 127 beigemischt wird, ist die Vorrichtung, selbst wenn kein Licht mehr auf die Flüssigkristallanzeigevorrichtung auftrifft, in der Lage, eine Farbe unter Nutzung von farbigem fluoreszierendem Licht zu erzeugen, das von dem fluoreszierenden Film 12 emittiert wird.
Es ist anzumerken, dass ein färbendes Pigment einem fluoreszierenden Film 12 zusammen mit einem phosphoreszierenden Material 127 zugesetzt werden kann, wie dies in Fig. 20 dargestellt ist.

(Beispiel einer Ausführung der Erfindung)

Bei jeder der in Fig. 1, 6, 8, 10, 11 und 13 dargestellten Anordnungen ist jede Pixelelektrode 3 bzw. die Gegenelektrode 13 mit dem Verbundfilm 20 über den fluoreszierenden Film 12 als Isolierelement in Kontakt. Wenn eine Spannung zwischen der Pixelelektrode 3 und der Gegenelektrode 13 angelegt wird, wird die angelegte Spannung durch den fluoreszierenden Film 12 und den Verbundfilm 20 geteilt. Da der fluoreszierende Film 12 ein isolierendes Element ist, kommt es in ihm zu einem erheblichen Spannungsabfall. Dadurch verringert sich das elektrische Feld, das an den Flüssigkristall 22 angelegt wird. Deshalb muss die Ansteuerspannung erhöht werden, um die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle MA und des dichromatischen Farbstoffs MB zu gewährleisten.
Um dieses Problem zu lösen, kann der spezifische Widerstand des fluoreszierenden Films 12 verringert werden. Um den spezifischen Widerstand des fluoreszierenden Films 12 zu verringern, kann dem fluoreszierenden Film 12, wie in Fig. 21 dargestellt, ein leitendes Dotierungsmittel 129 zugesetzt werden.
Indem das leitende Dotierungsmittel 129 zugesetzt wird, verringert sich der spezifische Widerstand eines fluoreszierenden Films 12, und der Spannungsabfall in dem fluoreszierenden Film 12 kann auf einen kleinen Wert gesenkt werden. Dadurch wird eine Spannung, die nahezu der Spannung zwischen jeder Pixelelektrode 3 und einer Gegenelektrode 13 entspricht, an einen Verbundfilm 20 angelegt. So kann die Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einer relativ niedrigen Ansteuerspannung angesteuert werden.
So kann beispielsweise bei den in Fig. 12 und 16 dargestellten Anordnungen durch Verringerung des spezifischen Widerstands des fluoreszierenden Films ein Kompensationskondensator durch die Pixelelektrode 3, den fluoreszierenden Film 12 und den Teil des Gate-Isolierfims 6 dazwischen ausgebildet werden.
Als Dotierungsmittel können die folgenden Substanzen eingesetzt werden:
ein Alkalimetall, wie beispielsweise Li, Na, K oder Cs;
ein Alkylammonium-Ion, wie beispielsweise Tetraethylammonium (TEA) oder Tetrabutylammonium (TBuA);
ein Halogen, wie beispielsweise Br&sub2;, I&sub2; oder Cl&sub2;;
eine Lewis-Säure, wie beispielsweise BF&sub3;, PF&sub5;, AsF&sub5;, SbF&sub5; oder SO&sub3;;
eine Protonensäure, wie beispielsweise HNO&sub3;, H&sub2;SO&sub4;, HClO&sub4;, HF, HCl, FSO&sub3;H oder CF&sub3;SO&sub3;H;
ein Übergangsmetall-Halogenid wie beispielsweise FeCl&sub3;, MoCl&sub5;, WCl&sub5;, SnCl&sub4;, MoF&sub5;, RuF&sub5;, TaBrS oder Snl&sub4;;
eine organische Substanz, wie beispielsweise TCNE, TCNQ oder Chloranil; und
ein Ladungsübertragungskomplex, wie beispielsweise der N-Methylphenadiumtetracyanodimethan-Komplex.
Diese Dotierungsmittel 129 werden einzeln oder als Kombination einer Vielzahl von Dotierungsmitteln verwendet. Das Dotierungsmittel 129 wird in einer Menge zugesetzt, durch die sich die Transparenz des Harz-Trägerelements 121 nicht erheblich verschlechtert und der spezifische Widerstand des Harz-Trägerelements 121 ausreichend verringert werden kann.
Der fluoreszierende Film 12, der das leitende Dotierungsmittel 129 enthält, wird wie folgt hergestellt. So wird beispielsweise ein Harzmaterial, das vorgegebene Mengen des Leuchtstoffmaterials 123 und des leitenden Dotierungsmittels 129 enthält, durch Drucken oder Schleuderbeschichten auf ein Substrat oder dergleichen aufgetragen. Anschließend wird das Harzmaterial ausgehärtet, um den fluoreszierenden Film 12 herzustellen.

(Abwandlung)

Bei dem ersten bis fünften Beispiel zeigt ein fluoreszierender Film, der fluoreszierendes Licht dreier Farben emittiert, ein Farbbild an. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der fluoreszierende Film 12 kann monochromes fluoreszierendes Licht emittieren. In diesem Fall kann, obwohl kein Farbbild angezeigt werden kann, ein helles monochromes Bild unter Verwendung von fluoreszierendem Licht angezeigt werden.
Das aktive Element 4 ist nicht auf einen TFT beschränkt, sondern es kann sich um eine MIM oder dergleichen handeln.
Bei den oben beschriebenen Beispielen wird dem Flüssigkristall 22 ein dichromatischer schwarzer Farbstoff zugesetzt. Jedoch kann ein dichromatischer Farbstoff mit einer anderen Farbe zugesetzt werden. Als Alternative dazu muss dem Flüssigkristall 22 keinerlei dichromatischer Farbstoff zugesetzt werden. Auch in diesem Fall wird beim Nichtvorhandensein eines elektrischen Felds Licht durch den Verbundfilm 20 gestreut, und beim Vorhandensein eines elektrischen Felds wird Licht durch ihn hindurchgelassen. Mit diesem Vorgang kann ein Bild angezeigt werden.
Bei den obenstehenden Beispielen wird die Polymerdispersions-Flüssigkristallschicht bzw. der Verbundfilm 20 durch Phasentrennung des Polymerharzes 21 und des Flüssigkristalls 22 hergestellt. Jedoch kann eine Polymerdispersions-Flüssigkristallschicht beispielsweise wie folgt hergestellt werden. Flüssigkristall-Mikrokapseln werden in einem Harzmaterial dispergiert und zwischen Substraten angeordnet. Das Harzmaterial wird ausgehärtet, um die Polymerdispersions-Flüssigkristallschicht herzustellen.
Bei den oben beschriebenen Beispielen wird als der Flüssigkristall des Verbundfilms 20 aus dem Polymerharz und dem Flüssigkristall ein nematischer Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie eingesetzt. Jedoch kann auch ein cholesterischer Flüssigkristall mit einer spiralförmigen Molekülausrichtungsstruktur beim Nichtvorhandensein eines elektrischen Felds eingesetzt werden, der ein Lichtstreuvermögen aufweist, das dem eines nematischen Flüssigkristalls überlegen ist. Daher kann die dunkle Anzeige dunkler ausgeführt werden, um den Kontrast der Anzeige zu verbessern.
Bei den oben beschriebenen Beispielen sind die aktive Matrix-Flüssigkristallvorrichtungen dargestellt worden, um die vorliegende Erfindung zu erläutern. Die vorliegende Erfindung kann bei einer Polydispersionsflüssigkristallvorrichtung vom Einfachmatrixtyp eingesetzt werden. In diesem Fall ist der fluoreszierende Film 12 beispielsweise, wie in Fig. 22 dargestellt, auf den Schnittpunkten zwischen gemeinsamen Elektroden 42, die auf einem Substrat 41 ausgebildet sind, und Segmentelektroden 44 angeordnet, die auf dem anderen Substrat 42 ausgebildet sind.
Des Weiteren ist der fluoreszierende Film 12 nicht auf eine Polymerdispersions- Flüssigkristallanzeigevorrichtung beschränkt, sondern kann beispielsweise bei einer Farbschicht für eine TN-Flüssigkristallanzeigevorrichtung, eine STN-Flüssigkristallanzeigevorrichtung, eine ferroelektrische Flüssigkristallanzeigevorrichtung, eine antiferroelektrische Flüssigkristallanzeigevorrichtung oder dergleichen eingesetzt werden.

Claims

1. Polymerdispersions-Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die umfasst:

ein erstes Substrat (1), auf dem Pixelelektroden angeordnet sind;

ein zweites Substrat (2), auf dem eine Gegenelektrode (13) ausgebildet ist, und das dem ersten Substrat (1) gegenüberliegt;

eine Polymerdispersions-Flüssigkristallschicht (20), die als eine Lichtsteuereinrichtung dient und zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat angeordnet ist, und die eine Verbundschicht aufweist, die durch Dispergieren eines Polymerharzes und eines Flüssigkristalls ausgebildet wird;

einen fluoreszierenden Film (12), der auf dem ersten Substrat (1) oder dem zweiten Substrat (2) gegenüber den Pixelelektroden (3) angeordnet ist; gekennzeichnet durch:

aktive Elemente, die mit den Pixelelektroden (3) verbunden sind, wobei die Pixelelektroden und die aktiven Elemente in Form einer Matrix angeordnet sind,

ein leitendes Dotierungsmittel (129), das in dem fluoreszierenden Film (12) enthalten ist, um einen spezifischen Widerstand des fluoreszierenden Films zu verringern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei:

der fluoreszierende Film (12) eine Vielzahl fluoreszierender Filmabschnitte (12R, 12G, 12B, 12Y, 12M, 12C) enthält, die fluoreszierendes Licht unterschiedlicher Farbe emittieren, um Licht in einer Vielzahl von Farben einzufärben, wobei die Vielzahl fluoreszierender Filmabschnitte zum Emittieren des fluoreszierenden Lichts unterschiedlicher Farben nacheinander und gleichmäßig gegenüber den Pixelelektroden (3) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei: der fluoreszierende Film (12) auf dem Aktivelement-Substrat ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei: der fluoreszierende Film (12) auf den Pixelelektroden (3) ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei: der fluoreszierende Film (12) zwischen den Pixelelektroden (3) und dem ersten Substrat (1) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei: das erste Substrat (1), das zweite Substrat (2), die Pixelelektroden (3) und die Gegenelektrode (3) jeweils aus einem lichtdurchlässigen Material bestehen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, die des Weiteren eine reflektierende Einrichtung (3, 13, 15, 32) umfasst, die Licht reflektiert, das durch die Lichtsteuereinrichtung (20) hindurchtritt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die reflektierende Einrichtung (32) außerhalb des ersten Substrats (1) oder des zweiten Substrats (2) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei: die reflektierende Einrichtung (3, 13, 15) zwischen dem ersten Substrat (1) und dem zweiten Substrat (2) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 7, wobei: die reflektierende Einrichtung (3, 13, 15) zwischen der Pixelelektrode (3) und dem ersten Substrat (1) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei: der fluoreszierende Film (12) zwischen der reflektierenden Einrichtung (15) und den Pixelelektroden (3) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei: der fluoreszierende Film (12) an einer Fläche der Pixelelektroden (3) angeordnet ist, die einer Fläche derselben gegenüberliegt, an der die reflektierende Einrichtung (15) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei: die reflektierende Einrichtung (15) auf einem isolierenden Film (10) ausgebildet ist, der auf dem ersten Substrat ausgebildet ist, wobei der fluoreszierende Film (12) auf der reflektierenden Einrichtung (15) ausgebildet ist und die Pixelelektroden (3) auf dem fluoreszierenden Film (12) ausgebildet sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei: die Pixelelektroden (3) oder die Gegenelektrode (13) aus einem reflektierenden, leitenden Material bestehen, und aufgestrahltes Licht reflektieren.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei: jede der Pixelelektroden (3) aus einem reflektierenden, leitenden Material besteht und aufgestrahltes Licht reflektiert.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei: der fluoreszierende Film (12) auf den Pixelelektroden (3) ausgebildet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei: die Gegenelektrode (13) aus einem reflektierenden, leitenden Material besteht und aufgestrahltes Licht reflektiert.

18. Vorrichtung nach Anspruch 14, die des Weiteren eine reflektierende Einrichtung (15) umfasst, die eine reflektierende Fläche zum Reflektieren von aufgestrahltem Licht aufweist, und der Leuchtstofffilm (12) auf der reflektierenden Fläche der reflektierenden Einrichtung ausgebildet ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei: der fluoreszierende Film (12) auf dem zweiten Substrat (2) ausgebildet ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei: das Aktivelement-Substrat (1), das zweite Substrat (2), die Pixelelektroden (3) und die Gegenelektrode (13) aus einem lichtdurchlässigen Material bestehen.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei: die Gegenelektrode (13) aus einem reflektierenden, leitenden Material besteht und aufgestrahltes Licht reflektiert.

22. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: der Flüssigkristall (22) einen dichromatischen Farbstoff (MB) enthält.

23. Vorrichtung nach einem dem vorangehenden Ansprüche, wobei: der fluoreszierende Film (12) ein Pigment (125) enthält.